計(jì)算物理課程教學(xué)大綱

計(jì)算物理課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：09011400課程名稱：計(jì)算物理基礎(chǔ)/BasicsofComputationalPhysics學(xué)時(shí)：9學(xué)分：0.5適用專業(yè)：材料物理開(kāi)課學(xué)期：7開(kāi)課部門(mén)：理工學(xué)院物理系先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、C語(yǔ)言、普通物理考核要求：考查使用教材及主要參考書(shū)：1、《MATLAB科學(xué)計(jì)算》，清華大學(xué)出版社2、陳鍾賢編，《計(jì)算物理學(xué)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；3、彭芳麟編，《計(jì)算物理基礎(chǔ)》，高等教育出版社；4、《MATLAB可視化大學(xué)物理學(xué)》，清華大學(xué)出版社一、課程的性質(zhì)和任務(wù)計(jì)算物理基礎(chǔ)是通過(guò)數(shù)值方法模擬物理問(wèn)題，它與實(shí)驗(yàn)物理、理論物理構(gòu)成研究物理問(wèn)題的三種基本方式。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要了解和掌握計(jì)算物理的基本原理、研究方法及基本應(yīng)用。二、教學(xué)目的與要求普及計(jì)算物理基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)習(xí)運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件MATLAB進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和模擬的常用技能,通過(guò)解決理論物理學(xué)習(xí)中的基本計(jì)算問(wèn)題及在非線性物理中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生建模、編程、模擬的能力，即用數(shù)值計(jì)算來(lái)分析研究物理問(wèn)題的能力。三、學(xué)時(shí)分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章MATLAB安裝與基本操作1第二章數(shù)據(jù)產(chǎn)生與存儲(chǔ)1第三章數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理2第四章符號(hào)運(yùn)算1第五章2d數(shù)據(jù)可視化2第六章3d數(shù)據(jù)可視化2總學(xué)時(shí)9四、教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題1.在教學(xué)中注意要在機(jī)房開(kāi)課。2.各教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)學(xué)生掌握情況作機(jī)動(dòng)安排。五、教學(xué)內(nèi)容第一章MATLAB簡(jiǎn)介1.基本內(nèi)容：操作界面,幫助系統(tǒng),變量,函數(shù)與表達(dá)式的建立2.教學(xué)基本要求及教學(xué)建議：熟悉matlab軟件、help命令、矩陣的建立與運(yùn)算、變量的運(yùn)算、程序結(jié)構(gòu)、作圖、程序調(diào)用、常見(jiàn)命令3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：操作界面；help命令；矩陣運(yùn)算；程序；作圖。難點(diǎn)：矩陣運(yùn)算與變換；程序編寫(xiě)。第二章數(shù)據(jù)產(chǎn)生與存儲(chǔ)1.基本內(nèi)容各種類型數(shù)據(jù)產(chǎn)生與存儲(chǔ)2.教學(xué)基本要求與建議初步學(xué)習(xí)MATLAB矩陣思想，了解MATLAB各種類型數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。由于本章要有較多數(shù)據(jù)類型，因此要結(jié)合實(shí)驗(yàn)加深認(rèn)識(shí)。3.重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：數(shù)組、矩陣數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與存儲(chǔ)難點(diǎn)：元胞、結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)。第三章數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理1.基本內(nèi)容1、數(shù)組、矩陣的運(yùn)算2、插值3、曲線擬合4、求方程的零點(diǎn)5、快速傅里葉變換2.教學(xué)基本要求與建議了解MATLAB軟件的基本數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理操作指令，熟悉MATLAB矩陣與數(shù)組的運(yùn)算和處理操作指令，掌握矩陣與數(shù)組的算術(shù)、關(guān)系、邏輯運(yùn)算及其基本函數(shù)運(yùn)算；掌握插值、擬合、零點(diǎn)與快速傅里葉變換指令。注意理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。3.重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)組、矩陣的運(yùn)算和曲線擬合。第四章符號(hào)運(yùn)算1.基本內(nèi)容學(xué)習(xí)和使用MATLAB符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱2.教學(xué)基本要求與建議（1）了解MATLAB符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱（2）熟悉符號(hào)變量的產(chǎn)生與運(yùn)算（3）掌握符號(hào)變量與矩陣運(yùn)算基本命令sym、syms、subs3.重點(diǎn)難點(diǎn)：符號(hào)運(yùn)算基本命令的應(yīng)用。第五章2d數(shù)據(jù)可視化1.基本內(nèi)容學(xué)習(xí)MATLAB2d數(shù)據(jù)可視化的基本指令2.教學(xué)基本要求與建議（1）了解數(shù)據(jù)可視化的意義和目的（2）熟悉MATLAB2d離散數(shù)據(jù)與連續(xù)數(shù)據(jù)可視化的基本指令以及線型與顏色標(biāo)記（3）掌握plot、plotyy、figure、subplot、ezplot、title、xlabel、legend、text等基本指令3.重點(diǎn)難點(diǎn)：plot、plotyy、figure、subplot、ezplot、title、xlabel、legend、text等基本指令應(yīng)用。第六章3d數(shù)據(jù)可視化1.基本內(nèi)容學(xué)習(xí)MATLAB2d數(shù)據(jù)可視化的基本指令2.教學(xué)基本要求與建議：（1）了解3d數(shù)據(jù)可視化的意義和目的（2）熟悉MATLAB3d離散數(shù)據(jù)與連續(xù)數(shù)據(jù)可視化的基本指令（3）掌握plot3、surf